本发明涉及水溶肥技术领域，更具体而言，涉及一种含糖水溶肥及其制备方法。
背景技术：
水溶性肥料是作为新型肥料，与传统水溶性肥料复(混)合化，具有肥料利用率高、肥料浓度高的特点，可以减少仓储成本、运输成本、减少施入量、劳动力等特性，在农业农村部减肥减药政策引导下已经获得市场、用户的认可。先有市场上的固体水溶数量居多，局限于生产工艺和技术研发能力，液体的大量元素水溶肥产品较少。且多集中与单纯大含有大量元素的液体肥，或腐植酸与低含量的养分组合在一起，或低有机质和含量养分的组合在一起，无法解决高有机质、高养分、含有微生物共存的技术及分层结晶的难题。如CN201510401005.X、CN201310290566.8和CN201210491270.8介绍了以糖蜜液、沼液、畜禽粪便发酵液制作的液体腐植酸水溶肥（NY1106-2010标准要求的腐植酸含量≥30g/L，总养分≥200g/L）折合成有机质的话最多有机质含量≥30g/L，且无法试验高有机质和高养分共存的技术，也未能体现加入微生物的技术。专利CN201310473573.1以海藻为原料有机水溶肥其指标（200g/L≥N+K2O≥ 100g/L,150g/L≥有机质≥75g/L）在现有生产技术下较高，但总养分仍无法做到大量元素水溶的标准，其有机质指标在150g/L以内，也未增加微生物的成分。CN201510776088.0以工业废水为原料制作小分子有机液体肥，有机质20-30%，但无养分指标和微生物。从以上专利可知目前有机质和养分共存下，有机质基本在300g/L以内，总养分也在200g/L，无法将高的有机质和养分做到一起。
糖在生命体生存过程中具有重要作用比如(1)提供能量，植物的淀粉和动物的糖原都是能量的储存形式。(2)糖为物质代谢的碳骨架，为蛋白质、核酸、脂类的合成提供碳骨架。(3)糖是细胞的骨架，纤维素、半纤维素、木质素是植物细胞壁的主要成分，肽聚糖是原核生物细胞壁的主要成分。(4)糖连接细胞间识别和生物分子间的识别。细胞膜表面糖蛋白的寡糖链参与细胞间的识别，一些细胞的细胞膜表面含有糖分子或寡糖链，构成细胞的天线，参与细胞通信。在王嘉佳等论文《可溶性糖对植物生长发育调控作用的研究进展》详细记载了糖对植物生长发育的作用如糖可调节胚的发育、种子的萌发、真叶和根系的发育、不定根及结节发育、子叶的伸长、叶片的生长和衰老、果实中酶类基因的表达、果实及种子中碳水化合物的合成等，因此可以概括为糖类参与从种子-成熟苗木和果实生长发育期间的整个生命活动，糖直接影响植物生命体的生长发育。现有专利报到中糖做肥料多以壳聚糖为主如CN201510447048.1、201210509017.0、201310015004.2，壳聚糖为主要以节肢动物（虾、螃蟹的壳）甲壳素为原料进行提取的，常用用于医药、化妆品等产值较高的产品上，用于肥料成本较高，且生产工艺复杂，原料多以具有海洋资源的地域优势，不适用于广范围推广。本发明中选用的糖物质可为南方加工甘蔗、北方加工甜菜、生产葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、果糖的晶体、母液、含糖废液均可，原料来源广泛，且价格较为低廉，从原料上可以降低成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种含糖水溶肥及其制备方法，将单糖和二糖直接用于肥料生产，其中的糖类物质为动植物生存中中要的碳源物质，供给植物和微生物最直接的碳源，结合大量元素、和微量元素、微生物用于肥料生产，解决了现有国内外技术下液体肥料中有机质、养分、微生物在共存下指标低、易分层和悬浮、易结晶、微生物致死的难题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种含糖水溶肥，该水溶肥包括糖类物质、养分物质和微生物，所述糖类物质单糖和二糖中的一种或多种，所述单糖包括木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖，所述二糖包括蔗糖；所述养分物质为亚磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、焦磷酸钾一种或多种；所述微生物为全水溶的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌；将糖类物质制备成糖液，将养分物质溶于水制备成养分溶液，在糖液中加入尿素和无水硫酸锌、养分溶液、微生物制得含糖水溶肥。
进一步地，所述糖类物质的来源包含木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、蔗糖的结晶体或者生产糖类物质的糖母液，或者生产糖类物质的废液。
进一步地，所述糖液糖含量≥60%，密度≥1.3g/ml，水不溶物含量≤0.5%。
进一步地，所述糖液糖含量＜60%时，加入母液对应的结晶体，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，过滤掉杂质，配制成技术指标为糖含量≥60%。
进一步地，所述养分物质原料等级为工业级。
进一步地，所述养分溶液固含量≥60%，密度≥1.6g/mL，总养分含量≥1000g/L，所述固含量为溶液挥发后剩余的固体的重量所占的百分比。
进一步地，所述微生物有效活菌数≥100亿/克，固体和水不溶物含量≤0.5%。
进一步地，所述含糖水溶肥使用方法为叶面喷施、或随水冲施、或滴灌。
一种含糖水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、糖液配制：将木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、蔗糖的结晶体、糖母液、糖废液任何中的一种或多种组合，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，过滤掉杂质，配制成技术指标为糖含量≥60%，密度≥1.3g/ml，水不溶物≤0.5%糖液备用；
S2、养分溶液配制：将亚磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、焦磷酸钾中一种或多种组合物，添加纯净水配置成固含量≥60%，密度≥1.6g/mL，总养分≥1000g/L的养分溶液；
S3、取S1中糖液40-50份，置于反应釜中，控制温度40-60℃，加入10-12份的尿素和0.5-1.5份无水硫酸锌，控制转速30-50转/分钟，搅拌1-2小时，直至所有物料全部溶解无杂质；
S4、向反应釜中添加S2中养分溶液50-60份，控制转速30-50转/分钟，搅拌3-4小时；
S5、将反应釜温度降至20-30℃加入0.5-1.5份的微生物，搅拌1-2小时，静置6小时，过滤掉浮沫和杂质制得含糖水溶肥。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：
本发明提供了一种含糖水溶肥及其制备方法，将常见的糖物质采取添加养分螯合中微量元素应用到水溶肥的农业发展领域，具体为将单糖和二糖直接用于肥料生产，结合大量元素、和微量元素、微生物用于肥料生产含糖水溶肥；以糖类物质为原料，所生产的糖物质的上游原料均为从植物中提取，充分体现从植物中来到植物中去的理念，原料种类来源广泛，并不单一，有单糖和二糖生产、微生物发酵产业的地方就能生产此肥料；糖类物质为动植物生存中要的碳源物质，本发明中直接将糖类物质应用肥料生产，供给植物和微生物最直接的碳源，方便植物和微生物吸收后进行能量转换；本发明产品剂型为液体，在有机质≥300g/L、总养分≥500g/L、有效活菌数≥2亿/ml指标下，能做到将有机质、大量元素、微生物完全融合在一起，其生产出的肥料产品含有高有机质、高养分、活性强的微生物，具有完全水溶肥、肥料利用率高、养分全面、微生物、低温不结晶的特点，解决了现有国内外技术下液体肥料中有机质、养分、微生物在共存下指标低、易分层和悬浮、易结晶、微生物致死的难题。本发明中的肥料施用到作物上具有利用率高，用量少（1-8公斤/亩），可冲施叶面喷方便多种农技施肥操作，可有效提高茎叶类作物叶绿素含量、增强光合作用，促进瓜果类可溶性物质的积累改善作物品质，促进增产增收。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种含糖水溶肥，该水溶肥包括糖类物质、养分物质和微生物，所述糖类物质为单糖和二糖中的一种或多种混合，所述单糖包括木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖，所述二糖包括蔗糖；所述养分物质为亚磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、焦磷酸钾一种或多种；所述微生物为全水溶的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌；将糖类物质制备成糖液，将养分物质溶于水制备成养分溶液，在糖液中加入尿素和无水硫酸锌、养分溶液、微生物制得含糖水溶肥。
在本实施例中，所述糖类物质的来源包含木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖的结晶体或者生产糖类物质的糖母液，或者生产糖类物质的废液。所述糖液糖含量≥60%，密度≥1.3g/ml，水不溶物含量≤0.5%。所述糖液糖糖含量＜60%时，加入母液对应的结晶体，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，过滤掉杂质，配制成技术指标为糖含量≥60%。
在本实施例中，所述养分物质原料等级为工业级。所述养分溶液固含量≥60%，密度≥1.6g/mL，总养分含量≥1000g/L。
在本实施例中，所述微生物有效活菌数≥100亿/克，固体和水不溶物含量≤0.5%。
本实施例制备的含糖水溶肥使用方法为叶面喷施、或随水冲施、或滴灌。可执行大量元素水溶肥标准（NY1107-2010液体）、微生物菌剂标准(GB20287)、复合微生物肥料标准（NY/T798），产品使用方法为叶面喷施、或随水冲施、或滴灌，满足传统农业及现代化农业施用方式。
一种含糖水溶肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、糖液配制：将木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、果糖、蔗糖的结晶体、糖母液、糖废液任何中的一种或多种组合，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，过滤掉杂质，配制成技术指标为糖含量≥60%，密度≥1.3g/ml，水不溶物≤0.5%糖液备用；
S2、养分溶液配制：将亚磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、焦磷酸钾中一种或多种组合物，添加纯净水配置成固含量≥60%，密度≥1.6g/mL，总养分≥1000g/L的养分溶液；
S3、取S1中糖液40-50份，置于反应釜中，控制温度40-60℃，加入10-12份的尿素和0.5-1.5份无水硫酸锌，控制转速30-50转/分钟，搅拌1-2小时，直至所有物料全部溶解无杂质；
S4、向反应釜中添加S2中养分溶液50-60份，控制转速30-50转/分钟，搅拌3-4小时；
S5、将反应釜温度降至20-30℃加入0.5-1.5份的微生物，搅拌1-2小时，静置6小时，过滤掉浮沫和杂质制得含糖水溶肥。
在本实施例中，所述反应釜可控制温度、转速、pH。
实施例1
1.糖液：本实施例中选用葡萄糖母液，经过检测其糖含量≥60%，水不溶物≤0.5%，可以直接用于本实施例中的糖液原料。
2.养分溶液：选用硝酸钾、焦磷酸钾、纯净水按照质量比例硝酸钾：焦磷酸钾：水=1：5：3搅拌混合均匀后，经检测固含量≥60%、密度≥1.6g/mL、总养分≥1000g/L为本次合格的养分溶液。
3.将上述配置的糖液40份，置于反应釜中，控制温度40℃，加入10份的尿素和0.5份无水硫酸锌，控制转速30转/分钟，搅拌1小时，直至所有物料全部溶解无杂质后。加入60份上述配置的养分溶液，并控制转速50转/分钟，搅拌3小时。将温度控制在20℃，加入1份巨大芽孢杆菌（有效活菌数≥500亿/克）1.5份的微生物，搅拌1小时，静置冷却6小时，过滤掉浮沫和杂质。随后抽取样品进行检测，检测合格后进行包装。
实施例2
1.糖液：本实施例中选用蔗糖废液，经过检测其糖含量为15%，糖糖含量＜60%，水不溶物≤0.5%，选用本实施例中的木糖废液和木糖晶体，按照质量比例蔗糖废液：蔗糖晶体=4：6，在废木糖液中加入蔗糖晶体，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，经检测糖含量≥60%，为本实施例中合格的糖液原料
2.养分溶液：选用焦磷酸钾、草酸钾、纯净水按照质量比例焦磷酸钾：草酸钾：水=3：3：4搅拌混合均匀后，经检测固含量≥60%、密度≥1.6 g/mL、总养分≥1000g/L为本次合格的养分溶液。
3.将上述配置的糖液50份，置于反应釜中，控制温度40℃，加入12份的尿素和1.5份无水硫酸锌，控制转速40转/分钟，搅拌2小时，直至所有物料全部溶解无杂质后。加入50份上述配置的养分溶液，并控制转速50转/分钟，搅拌2小时。将温度控制在20℃，加入0.5份枯草芽孢杆菌（有效活菌数≥1000亿/克）0.5份，搅拌2小时，静置冷却6小时，过滤掉浮沫和杂质。随后抽取样品进行检测，检测合格后进行包装。
实施例3
1.糖液：本实施例中选用葡萄糖晶体，按照质量比例葡糖糖：水=6：4，在纯净水中加入葡萄糖晶体，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，经检测糖含量≥60%，为本实施例中合格的糖液原料
2.养分溶液：选用亚磷酸钾、纯净水按照质量比例亚磷酸钾：水=6：4搅拌混合均匀后，经检测固含量≥60%、密度≥1.6 g/mL、总养分≥1000g/L为本次合格的养分溶液。
3.将上述配置的糖液40份，置于反应釜中，控制温度40℃，加入10份的尿素和1份无水硫酸锌，控制转速50转/分钟，搅拌2小时，直至所有物料全部溶解无杂质后。加入55份上述配置的养分溶液，并控制转速40转/分钟，搅拌1小时。将温度控制在20℃，加入1.5份纳豆芽孢杆菌（有效活菌数≥300亿/克）1份，搅拌2小时，静置冷却6小时，过滤掉浮沫和杂质。随后抽取样品进行检测，检测合格后进行包装。
实例4
1.糖液：本实施例中选用木糖和阿拉伯糖晶体，按照质量比例木糖：阿拉伯糖：水=3：3：4，在纯净水中加比例的木糖和阿拉伯糖晶体晶体，控制温度为70℃，转速50r/分钟，搅拌2小时，经检测糖含量≥60%，为本实施例中合格的糖液原料。
2.养分溶液：亚磷酸钾、草酸钾、纯净水按照质量比例焦磷酸钾：草酸钾：水=3：3：4搅拌混合均匀后，经检测固含量≥60%、密度≥1.6 g/mL、总养分≥1000g/L为本次合格的养分溶液。
3.将上述配置的糖液40份，置于反应釜中，控制温度40℃，加入10份的尿素和1份无水硫酸锌，控制转速50转/分钟，搅拌2小时，直至所有物料全部溶解无杂质后。加入55份上述配置的养分溶液，并控制转速40转/分钟，搅拌1小时。将温度控制在20℃，加入0.5份地衣芽孢杆菌菌（有效活菌数≥1000亿/克）1份，搅拌2小时，静置冷却6小时，过滤掉浮沫和杂质。随后抽取样品进行检测，检测合格后进行包装。
对以上4个实施例样品进行检测具体，均为合格产品
表1 含糖肥的质量检测
对实施例3中所生产的含糖水溶肥作为试验组，对照组为市面常见的液体大量元素水溶肥（总养分≥500g/L，微量元素≥2g/L）试验组和对招租均采取叶面喷施的模式，按照500倍进行稀释，叶面喷施到韭菜（品种为平韭6号）上，试验地点位于山西省夏县水头镇东张村，试验时间为2019年3月10日-4月20日，其中第一次施肥时间为上茬韭菜收割后的3月10日进行喷施，第二次喷施在3月20日喷施，第三次喷施为收割完韭菜后的3月30日进行喷施，试验总共喷施3次，总共收割两茬韭菜，试验结果如表2。由表2可以看出在使用本发明中的含糖水溶肥与液体大量元素水溶肥（总养分≥500g/L，微量元素≥2g/L）对比中，两茬韭菜的长度试验组均好于对照组，第一茬单棵质量试验组和对照组差距不大，推测估计第一茬施肥未能表现出试验组的肥效。第二茬收割时候韭菜的长度和单棵质量明显高于试验组。整个试验期间试验组的韭菜产量均高于对照组，在二茬时候的产量更明显，试验组产量高于对照组10.9%。
表2 实施例3与对照肥料在韭菜上的试验结果
采用实施例1与实施例2制备的含糖水溶肥，以市大量元素水溶肥（大量元素，技术指标为13-6-40+TE）为对照肥料，在甜瓜（绿博特5号品种）和番茄（大红一号品种）进行肥效试验。试验分为为试验组、对照组、空白组，每组3次重复，每个重复25m2，肥料使用量为每次5公斤/亩，施肥间隔周期为10天一次，随水冲施；对照肥料按照说明推荐剂量施用；其他农事操作相同。试验结果见表3所示，与市面常规的大量元素肥料相比，实施例中制备的含糖水溶肥对甜瓜的可溶固形物和番茄的VC含量及可溶固形物有一定的提升，这说明本肥料可以改善甜瓜和番茄的品质。另与对照肥料相比，本肥料可在一定程度上增加甜瓜和番茄的产品，对于使用者达到增收的目的。
表3：实施例1、实施例2与对照肥料在甜瓜和番茄上的试验结果
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。